高一力学物理题,高手进,高分

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 01:59:23
已知,在一光滑水平面上,有一正方体。棱长为l,质量为M。有一轻质杆,长度为L,一端固定在O点,另一端粘一质量为m的小球,并且靠在正方体上。
开始杆与水平面的夹角为α,然后正方体开始运动。
问:当轻杆与水平面夹角为β时,求正方体的速度v是多少?

PS:我完全没思路啊!动能定理也不对,后来考虑用杠杆原理似乎也不太对。希望大家不会被我误导了。。。请高手帮帮忙

已知,在一光滑水平面上,有一正方体。棱长为l,质量为M。有一轻质杆,长度为L,一端固定在O点,另一端粘一质量为m的小球,并且靠在正方体上。
开始杆与水平面的夹角为α,然后正方体开始运动。
问:当轻杆与水平面夹角为β时,求正方体的速度v是多少?
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设物体运动的速度为V,物体与杆接触点P的速度为V'
据“微元法”:V'*t=Vt*sinβ
解出,V'=V*sinβ-------速度方向,与杆垂直,就是以O为圆心,做圆周运动的切线方向。

杆端点m与P点的角速度相同,设m的速度为V''
V''/L=V'/(l/sinβ)
V''/L=V*sinβ/(l/sinβ)
解出,V''=(L/l)*sin²β

m原来离地高h1=L*sinα,后来离地高h2=L*sinβ

据“机械能守恒”(m的重力势能,转化为m和M的动能)
mg(h1-h2)=(1/2)mV''²+(1/2)MV²
mg(L*sinα-L*sinβ)=(1/2)m[(L/l)*sin²β]²+(1/2)MV²

解出,V=l*{√[2mgL(sinα-sinβ)/(Ml²+mL²(sinβ)^4)]}

-------解题思路,就是通过几何关系(微元法),先求出P点速度,再求出小球速度,最后用机械能守恒求出M的速度。masterli888原创。

这好像是一道竞赛题,网上应该能搜到

2mgL(cosβ)^2(sinα-sinβ)/(Mcosβ^2+m)
主要找到小球m和正方体的速度关系就可以了,能量守恒,2个动能+小球势能等于小球原来势能。

对整个系统来看,地面对杆作用力不做功,因此考虑用能量守恒
设β时球速v1,木块速v2,有
mgL(sinα-sin